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人机交互概论

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概述

人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）是研究人（用户）与计算机系统之间交互的学科，涵盖设计、实现和评估交互式计算系统。1

HCI 融合了计算机科学、认知心理学、设计学和社会学等多个学科，旨在创造可用、易用、高效且令人满意的用户体验。

HCI 的核心目标

根据 ISO 9241-210 标准，HCI 关注四个核心维度：

维度说明
有效性（Effectiveness）用户完成任务的能力
效率（Efficiency）完成任务的资源消耗
满意度（Satisfaction）用户对系统的主观感受
可访问性（Accessibility）对各类用户（包括残障人士）的适用性

HCI 的组成领域

HCI 主要包含以下交叉领域：

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     人机交互 (HCI)                       │
├──────────────┬──────────────┬──────────────┬────────────┤
│  用户界面设计 │   可用性工程   │   用户体验研究 │  交互技术   │
│  (UI Design) │(Usability Eng)│ (UX Research) │(Interaction│
└──────────────┴──────────────┴──────────────┴────────────┘

1. 用户界面设计（UI Design）

用户界面的视觉和结构组成，包括屏幕布局、控件和交互元素的设计。

2. 可用性工程（Usability Engineering）

系统化地测试和测量任务完成率、错误率和用户满意度。

3. 用户体验研究（UX Research）

定性和定量地研究用户行为、动机和需求。

4. 可访问性（Accessibility）

确保系统满足残障用户的需求，遵循 WCAG 等标准。

HCI 设计流程

HCI 采用迭代设计流程，遵循 ISO 9241-210 的人本设计框架：

阶段一：理解并明确使用情境

  • 确定目标用户
  • 分析用户任务
  • 评估物理、社会和技术环境

阶段二：明确用户需求

  • 制定可测量的可用性目标
  • 定义可访问性需求
  • 确定性能指标

阶段三：生成设计方案

  • 从纸质原型到高保真交互原型
  • 遵循设计原则和指南
  • 考虑多种设计方案

阶段四：基于需求评估设计

  • 可用性测试
  • 专家评审
  • 认知走查法

关键原则

Donald Norman 的设计原则

Norman 提出的核心设计原则包括：2

  1. 可供性（Affordance）：物体暗示其使用方法
  2. 映射（Mapping）：控制与效果之间的关系
  3. 反馈（Feedback）：操作结果的即时信息
  4. 一致性（Consistency）：相似的元素应有相似的行为
  5. 可逆性（Reversibility）：支持撤销操作

可用性原则

  • 可学习性（Learnability）：新用户能快速学会使用系统
  • 灵活性（Flexibility）：系统和用户交换信息的方式多样性
  • 鲁棒性（Robustness）：对用户目标导向行为的支持程度

评估方法

形成性评估 vs 总结性评估

类型目的时机
形成性评估在设计迭代中发现并修复可用性问题设计过程中
总结性评估测量是否符合预定义标准完成后

专家评审 vs 用户测试

  • 启发式评估：专家使用设计准则评估界面
  • 认知走查：模拟用户认知过程
  • 用户测试：真实用户执行实际任务

常用指标

系统可用性量表（SUS）

SUS 是由 John Brooke 于 1986 年开发的 10 项问卷，生成 0-100 的综合评分：

  • 68 分以上被视为高于平均可用性
  • 广泛应用于可用性研究

任务时间

完成特定任务所需的时间。

错误率

用户犯错或失误的频率。

满意度评分

用户对系统的总体满意度（通常使用李克特量表）。

参考

Footnotes

  1. 本段参考 Nielsen Norman Group 和 CS2023 Curricular Guidelines ↩

  2. Donald Norman 的《设计心理学》系统阐述了设计原则 ↩

关系图谱